一种加强型全灌浆套筒及其铸造造型方法

摘要

本发明提出一种加强型全灌浆套筒及其铸造造型方法，一种加强型全灌浆套筒包括筒体、灌浆口和出浆口，筒体的侧面设置有朝其中心方向凹陷的四个加强肋，四个加强肋位于灌浆口与出浆口之间，加强肋的内壁呈椭球面，椭球面的最高凸点构成用来限制钢筋端部的限位肩，筒体的侧面设置有多个与加强肋间隔分布的加强环，筒体的两端外部设置有加厚筒肩；其中一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法利用多个第一固体内芯、第二固体内芯和外模进行装配式连接来构成铸造型腔，并且采用热流体定位、脱模剂同步喷涂和振动脱模等工序来进行铸造，具有较高的生产效率，而且对模具的利用率也比较高。本发明设计合理，结构和工艺简单，利用率较高，适合大规模推广。

权利要求

1.一种加强型全灌浆套筒，包括筒体，所述筒体的侧面上设置有灌浆口和出浆口，其特征在于，所述筒体的侧面设置有朝其中心方向凹陷的四个加强肋，所述四个加强肋位于灌浆口与出浆口之间，所述加强肋的内壁呈椭球面，所述椭球面的最高凸点构成用来限制钢筋端部的限位肩，所述筒体的侧面设置有多个与加强肋间隔分布的加强环，所述加强环的内表面和外表面均为圆弧面，所述筒体的两端外部设置有加厚筒肩。

2.根据权利要求1所述的一种加强型全灌浆套筒，其特征在于，所述灌浆口的外壁面和出浆口的外壁面均呈梅花形。

3.一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，采用外模和内模作为浇铸模具，所述内模与外模之间为浇铸腔，所述外模包括两个对称的外模体，所述外模体上设置有浇铸口，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将四个半圆柱体状的第一固体内芯以两个为一对合并呈固体内模后，从外模的两端相向插入，令两个第一固体内芯端部所设置的椭球槽相对，同一端的两个第一固体内芯所形成的拼缝面与两个外模体的拼缝面相垂直；

S2：将两个圆柱体状的第二固体内芯从外模的侧面插入，令设置在第二固体内芯端部的定位柱插入到设置在第一固体内芯侧面的定位孔中；

S3：将球墨铸铁熔液从浇铸口浇铸到处于竖直状态的内模与外模之间，令球墨铸铁熔液沿着外模的内壁淌下；

S4：在球墨铸铁熔液第一次落到型腔的底部时，将设置在外模外侧的热流体定位器开启，根据热流体定位器的反馈向开设于一对第一固体内芯中心的脱模剂通道中打入脱模剂，并且使脱模剂随着球墨铸铁熔液的上升而从开设于第一固体内芯不同高度位置的脱模剂孔排出，令脱模剂分布于球墨铸铁熔液与内模之间；

S5：待铸件温度冷却至650℃以下进行脱模，将每一对第一固体内芯其中一个先抽离铸件，抽离的同时，向第一固体内芯上开设的振动孔插入振动棒，将没有连接第二固体内芯的第一固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出；向第二固体内芯上开设的振动孔插入振动棒，将第二固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出，再将剩下的第一固体内芯取出，最后将外模打开，取出铸件。

4.根据权利要求3所述的一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，其特征在于，所述第一固体内芯上设置的脱模剂孔所在平面与振动孔所在平面相垂直。

5.根据权利要求4所述的一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，其特征在于，所述第一固体内芯和第二固体内芯均由高级耐火材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，其特征在于，所述第二固体内芯的端部设置有三个呈三角分布的定位柱。

说明书

一种加强型全灌浆套筒及其铸造造型方法

技术领域

[0001] 本发明属于灌浆套筒生产技术领域，尤其涉及一种加强型全灌浆套筒及其铸造造型方法。

背景技术

[0002] 灌浆套筒又称灌浆套筒接头或套筒灌浆接头。灌浆套筒连接技术适用于钢筋混凝土结构工程、钢结构工程、桥梁工程、海上石油开采平台工程、近海风力发电塔等领域。灌浆
套筒连接技术是一种由于工程实践的需要和技术发展而产生的新型钢结构连接方式，该种
连接方式的出现弥补了传统的钢结构连接方式(主要包括焊接和螺栓连接)的不足，并得到
了迅速的发展和应用。灌浆套筒按加工方式可分为铸造灌浆套筒和机械加工灌浆套筒，按
结构形式可分为，全灌浆套筒和半灌浆套筒。

[0003] 目前，全灌浆套筒的结构包括筒体设置在筒体侧面的灌浆口与出浆口。但是现有全灌浆套筒的结构简单，强度较低，而且浆料在其内部的导通效果不好，容易出现气泡，增
加了灌浆的工作量。再者，现有铸造全灌浆套筒的内模采用的是砂芯，采用外模与砂芯内模
进行铸造的效率较低，工作强度大，而且生产周期较长，不利于提高生产效益。

发明内容

[0004] 本发明针对上述的铸造全灌浆套筒的结构及其铸造方法所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、强度较高且利于流体导通的一种加强型全灌浆套筒以及生产效
率较高的铸造造型方法。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的一种加强型全灌浆套筒，包括筒体，所述筒体的侧面上设置有灌浆口和出浆口，所述筒体的侧面设置有朝其中
心方向凹陷的四个加强肋，所述四个加强肋位于灌浆口与出浆口之间，所述加强肋的内壁
呈椭球面，所述椭球面的最高凸点构成用来限制钢筋端部的限位肩，所述筒体的侧面设置
有多个与加强肋间隔分布的加强环，所述加强环的内表面和外表面均为圆弧面，所述筒体
的两端外部设置有加厚筒肩。

[0006] 作为优选，所述灌浆口的外壁面和出浆口的外壁面均呈梅花形。

[0007] 一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，采用外模和内模作为浇铸模具，所述内模与外模之间为浇铸腔，所述外模包括两个对称的外模体，所述外模体上设置有浇铸口，包
括以下步骤：

[0008] S1：将四个半圆柱体状的第一固体内芯以两个为一对合并呈固体内模后，

[0009] 从外模的两端相向插入，令两个第一固体内芯端部所设置的椭球槽相对，同一端的两个第一固体内芯所形成的拼缝面与两个外模体的拼缝面相垂直；

[0010] S2：将两个圆柱体状的第二固体内芯从外模的侧面插入，令设置在第二固体内芯端部的定位柱插入到设置在第一固体内芯侧面的定位孔中；

[0011] S3：将球墨铸铁熔液从浇铸口浇铸到处于竖直状态的内模与外模之间，令

[0012] 球墨铸铁熔液沿着外模的内壁淌下；

[0013] S4：在球墨铸铁熔液第一次落到型腔的底部时，将设置在外模外侧的热流体定位器开启，根据热流体定位器的反馈向开设于一对第一固体内芯中心的脱模剂通道中打入脱
模剂，并且使脱模剂随着球墨铸铁熔液的上升而从开设于第一固体内芯不同高度位置的脱
模剂孔排出，令脱模剂分布于球墨

[0014] 铸铁熔液与内模之间；

[0015] S5：待铸件温度冷却至650℃以下进行脱模，将每一对第一固体内芯其中一个先抽离铸件，抽离的同时，向第一固体内芯上开设的振动孔插入振动棒，将没有连接第二固体内
芯的第一固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出；向第二固体内芯上开设的振动孔插
入振动棒，将第二固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出，再将剩下的第一固体内芯
取出，最后将外模打开，取出铸件。

[0016] 作为优选，所述第一固体内芯上设置的脱模剂孔所在平面与振动孔所在平面相垂直。

[0017] 作为优选，所述第一固体内芯和第二固体内芯均由高级耐火材料制成。

[0018] 作为优选，所述第二固体内芯的端部设置有三个呈三角分布的定位柱。

[0019] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

[0020] 1、本发明提供的一种加强型全灌浆套筒，利用椭球型的加强肋与环形的加强环不仅提供了结构加强作用，而且加强肋还可以作为筒体内部的导流结构与对钢筋的限位结
构，大大提高本装置的利用率；而加厚筒肩可以进一步提高本装置的抗变形能力，有效使用
寿命较长。本装置设计合理，结构简单，适合大规模推广。

[0021] 2、本发明提供的一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，通过装配式的内模结构来与外模配合进行铸造，不仅减少了砂型构造的时间，大大提高铸件的生产效率，而且对生
产模具的利用率也显著提高；同时，本方法采用热流体定位、脱模剂同步喷涂和振动脱模等
工序，可进一步提高铸件的生产效率。本方法设计合理，工艺简单，生产效率较高，适合大规
模推广。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领
域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的
附图。

[0023] 图1为实施例提供的一种加强型全灌浆套筒及其铸造造型方法的工作图；

[0024] 图2为实施例提供的一种加强型全灌浆套筒的主视图；

[0025] 图3为实施例提供的外模、内模和型腔的截面图；

[0026] 图4为实施例提供的一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法中内模的轴测图；

[0027] 以上各图中，1、筒体；2、灌浆口；3、出浆口；4、加强肋；5、加强环；6、加厚筒肩；7、铸件；8、内模；81、第一固体内芯；82、第二固体内芯；83、椭球槽；84、脱模剂通道；85、脱模剂
孔；86、振动孔；9、外模；10、型腔。

具体实施方式

[0028] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的
特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本
身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

[0029] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体
实施例的限制。

[0030] 实施例，如图1、图2、图3和图4所示，本发明提供的一种加强型全灌浆套筒，包括筒体1，所述筒体1的侧面上设置有灌浆口2和出浆口3，筒体1的侧面设置有朝其中心方向凹陷
的四个加强肋4，四个加强肋4位于灌浆口2与出浆口3之间，加强肋4的内壁呈椭球面，椭球
面的最高凸点构成用来限制钢筋端部的限位肩，筒体1的侧面设置有多个与加强肋间隔分
布的加强环5，加强环5的内表面和外表面均为圆弧面，筒体1的两端外部设置有加厚筒肩6。
本装置采用椭球型的加强肋4与环形的加强环5为筒体提供了结构加强作用，尤其是加强肋
4的内凸设计与加强环5的环脊状结构设计，大大提高了筒体的抗弯强度和热承载性能，有
效使用寿命较长。同时，多个加强肋4还可以作为筒体1内部的导流结构与对钢筋的限位结
构，有利于提高其作为建筑钢筋连接节点的利用率与连接强度，而且灌浆效率较高，在一定
程度上缩短了施工周期。加厚筒肩可以进一步提高本装置的抗变形能力，降低筒体端口受
压变形以及受冲击破损的概率。

[0031] 进一步地，本发明提供的灌浆口2的外壁面和出浆口3的外壁面均呈梅花形，利用梅花形的外壁面一方面可以提高铸件的快速成型质量，保持能力较强，生产效率较高；另一
方面能够提高本装置在建筑墙体的稳定性，进而保证钢筋连接节点处的结构强度。

[0032] 针对本发明提供的一种加强型全灌浆套筒，本发明提供了一种加强型全灌浆套筒的铸造造型方法，采用外模9和内模8作为浇铸模具，内模8与外模9之间为型腔10，外模9包
括两个对称的外模体，外模体上设置有浇铸口，包括以下步骤：

[0033] S1：将四个半圆柱体状的第一固体内芯81以两个为一对合并呈固体内模后，从外模9的两端相向插入，令两个第一固体内芯81端部所设置的椭球槽83相对，同一端的两个第
一固体内芯81所形成的拼缝面与两个外模体9的拼缝面相垂直；

[0034] S2：将两个圆柱体状的第二固体内芯82从外模的侧面插入，令设置在第二固体内芯82端部的定位柱插入到设置在第一固体内芯81侧面的定位孔中；

[0035] S3：将球墨铸铁熔液从浇铸口浇铸到处于竖直状态的内模8与外模9之间，令球墨铸铁熔液沿着外模的内壁淌下；

[0036] S4：在球墨铸铁熔液第一次落到型腔10的底部时，将设置在外模9外侧的热流体定位器开启，根据热流体定位器的反馈向开设于一对第一固体内芯中心的脱模剂通道84中打
入脱模剂，并且使脱模剂随着球墨铸铁熔液的上升而从开设于第一固体内芯不同高度位置
的脱模剂孔85排出，令脱模剂分布于球墨铸铁熔液与内模8之间；

[0037] S5：待铸件温度冷却至650℃以下进行脱模，将每一对第一固体内芯81其中一个先抽离铸件7，抽离的同时，向第一固体内芯81上开设的振动孔插入振动棒，将没有连接第二
固体内芯的第一固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出；向第二固体内芯上开设的振
动孔86插入振动棒，将第二固体内芯连同位于其内部的振动棒一起取出，再将剩下的第一
固体内芯取出，最后将外模9打开，取出铸件。

[0038] 本发明方法采用装配式的内模8结构来与外模9配合来构造型腔，不再进行砂型构造，有效缩短了铸造时间，对生产模具的利用率也显著提高；本发明采用双开式的方法对两
对第一固体内芯81进行装配，对本发明筒体上的椭球型加强肋4以及加强环5的成型效果较
好，并且降低了铸造难度，大大提高铸件7的生产效率。再者，本方法采用热流体定位与脱模
剂同步喷涂方式，不用再单独进行脱模剂涂覆的工艺操作，缩短了生产时间，而且热流体定
位方法便于使得脱模剂在内模与未成型的球墨铸铁熔液之间构成相对密封的环境，有利于
降低脱模的难度，而提高脱模的效率。本发明方法在脱模工序中，提出第一固定内芯和第二
固定内芯的同时采用了振动棒振动脱模的方法，能够进一步提高脱模效率，并且提高铸件
的成型质量，减少后续表面处理工艺阶段的工作量。

[0039] 为了提高振动脱模的效率，本方法中第一固体内芯81上设置的脱模剂孔85所在平面与振动孔86所在平面相垂直。这样的话，通过振动棒可以使第一固体内芯的直平面之间
产生振动，再传递到铸件的内壁，既达到了以传递振动来分离内模8与铸件7的目的，又降低
了第一固体内芯81破碎或变形的概率。

[0040] 为了提高内模的使用寿命，本发明提供的第一固体内芯81和第二固体内芯82均由高级耐火材料制成，以保证第一固体内芯和第二固体内芯的抗变形能力，实用寿命较长，循
环利用率较高。

[0041] 为了提高铸件的生产质量，本发明提供的第二固体内芯82的端部设置有三个呈三角分布的定位柱，通过合理分布三个定位柱的位置来提高其与第一固体内芯的连接稳定
性，有利于提高其与外模之间的间隙保持效果，进而提高铸件的成型质量。

[0042] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等
效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质
对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。